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不为人知的秘密——下雨天空氣能熱泵更省电一些!
2019-01-12 16:10
       常规意识中,我们总觉得天晴的时候,空氣源熱泵的效率要高一些,要省電一些,而在下雨的時候,效率則要低一些,事實上真的是這樣嗎?
 
在弄清這個事情前,我們來看看空氣的一些特性。
 
空氣能量的表達——焓
 
       即使在很低的气温下,空气中仍然可以有一定量的水蒸气。例如,在一20℃时1kg饱和空气中就含有0.63g的水蒸气。所以,我们周围的空气,都是含有水分的湿空气。一般情况下,空气中存在一定的能量,它储存在干空气和与之混合的水蒸气中。于是我们引入了“焓”的概念,用空气的焓来表示空气的能量。
 
       由于水蒸气的存在,温空气的热性质也有很大的变化。为了工程应用上的方便,湿空气的焓被定义为1kg干空气焓的总和与它混合的水蒸气的能量(用焓表示)的总和,单位是J/(kg干空气)这时若取干空气的比热容为常数,井以0℃时千空气的始值为零,则有如下表达式
 
濕空氣的能量(焓)=幹空氣的能量(焓)+水蒸氣的能量(焓
 
用式子表達:H濕空氣=H空氣十H水氣
其中
 
幹空氣的能量=幹空氣的比熱容×溫度(這裏選用定壓比熱容)

用式子表達H平空氣=1.005t

式中t水蒸氣的溫度。
 
水蒸氣的焓(能量)包含兩部分
 
①水蒸氣的定壓比熱容爲1.84kJ/(kg℃),水蒸氣自身所帶的能量:1.84t。飛
②0℃的水要變成0℃的水蒸氣是需要吸熱的,經檢測爲2500kJ/kg,即每公斤的水變成水蒸氣需要吸收2500kJ的熱量,598kcal這些稱爲“汽化潛熱”的熱量轉變成一種能量蘊蔵在水蒸氣中。所以水蒸氣中的焓(能量)是:
 
水蒸氣的能量(焓)=水蒸氣的汽化潛熱十水蒸氣的比熱容×水蒸氣的溫度
用公式表達就是:H水蒸氣=2500+1.84t
因此,就可知這種情況下濕空氣的焓:
 
H濕空氣=H幹空氣十H水氣=1.005t+2500+1.84t
圖2-43提供了一張典型的空氣溫度濕度關系圖,可以查到空氣在不同溫度和濕度下含
濕量的關系,左邊斜直線爲等焓線,右斜弧線爲相對濕度線。
 
幹空氣、水蒸氣和相變

        空氣能熱泵从湿空气中吸收热量,如果湿空气的状态没有发生变化,那么空氣能熱泵吸收的能量就是干空气的能量和水蒸气中的热量。如果湿空气中的水蒸气凝结为水或冰,那么它所吸收的能量就还要加上水蒸气凝结释放的能量一潜热,每千克为2260k,是一个相当大的数字。如果结成冰,还要加上它进一步释放的能量。这种状态被称为“相变”放热。相变现象出现,对于空气热性质的影响就会很大
 
       理想的状态就是在空气湿度大的情况下,空氣源熱泵蒸发器端不断出现结露、不断有流水的现象,这时的吸热状态最佳。但是如果在低温下出现结霜现象,就会影响到空气能正常运行了。对于空氣源熱泵热水器来讲,空气中最重要的因素是温度和温度,它们对空氣源熱泵热水器的性能和效率有着极其重要的影响,在正常不结霜的情况下,空气湿度越大,热泵吸收的热量越多,热泵的效率就会越高。
 
      伙伴们,现在终于明白了为什么在同样的温度条件下,下雨天热泵的效率要大于天晴时效率了吧。对此您又有什么看法呢?












 
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